题目内容
设数列
的前
项和为
,已知
,且
,
其中
为常数.
(Ⅰ)求
与
的值;
(Ⅱ)证明:数列
为等差数列;
(Ⅲ)证明:不等式
对任何正整数
都成立.
其中
(Ⅰ)求
(Ⅱ)证明:数列
(Ⅲ)证明:不等式
解:(Ⅰ)由已知,得
,
,
.
由
,知
即
解得
,
.
(Ⅱ)方法1
由(Ⅰ),得
, ①
所以
. ②
②-①,得
, ③
所以
. ④
④-③,得
.
因为
,
所以
.
又因为
,
所以
,
即
,
.
所以数列
为等差数列.
方法2
由已知,得
,
又
,且
,
所以数列
是唯一确定的,因而数列
是唯一确定的.
设
,则数列
为等差数列,前
项和
.
于是
,
由唯一性得
,即数列
为等差数列.
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,
.
要证
,
只要证
.
因为
,
,
故只要证
,
即只要证
.
因为

,
所以命题得证.
由
解得
(Ⅱ)方法1
由(Ⅰ),得
所以
②-①,得
所以
④-③,得
因为
所以
又因为
所以
即
所以数列
方法2
由已知,得
又
所以数列
设
于是
由唯一性得
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,
要证
只要证
因为
故只要证
即只要证
因为
所以命题得证.
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